在发动机技术上,可变气缸、可变气门、可变压缩比有什么区别?
1.?可变阀门
相信了解汽车的朋友都知道,进气是可以影响发动机动力的,以至于很多汽车玩家都喜欢改变“高流量风格”来实现更大的进气,让燃油燃烧更充分,动力更强劲。但是进气量的多少不仅需要增加节气门的进气量,还需要调整发动机气门的开启时间来增加气缸内的进气量。
这就要提到可变气门了,这应该是上述三项技术中最早的技术,大概是80年代后期应用于量产车的技术。要实现这项技术,最重要的手段就是延迟发动机气门的关闭,利用气流的惯性来增加进气量。但如果发动机气门关闭过晚,吸入的空气会在发动机的进气门处排出,达不到增加进气量的效果。
另外,当时市面上大部分车辆都没有加入ECU,无法控制不同转速下发动机气门延迟关闭所需的时间。所以当时只采用了阶梯式可变气门,即发动机气门会在特定的转速区间内延迟关闭,利用气流惯性来增加燃烧室的进气量。
以本田为例。当时VVT科技加入较早,应该是TypeR车型,也让本田圈粉无数。事实上,汽车的发动机VVT技术是一个可变气门,当汽车达到特定速度时,它会使汽车更加强大。不过这种技术也有一些缺点,就是要去更高的速度才能爆发出强劲的动力。
但是随着技术的发展,大部分车型都加入了行车电脑。计算机可以精确计算出车辆在不同速度下需要延迟关闭发动机气门的时机,使车辆在任何速度下都可以实现进气量的增加,使发动机在任何时候都更加强劲。
2.可变气缸
其实可变气门不仅可以实现更强的动力,还可以减少尾气中氮氧化物的排放,从而达到减排的效果。但是,在我的印象中,减排一般是和节能联系在一起的。尤其是大排量车,节能更重要。因此,在90年代中期,一些制造商推出了可变气缸技术。
其实可变缸很好理解,就是减少发动机做功的缸数来达到节油的效果。但以前主要是针对四缸以上的车辆,因为如果四缸或者更低的车辆缺少两缸工作,可能会出现动力不足的情况。
但随着涡轮的加入,小排量车也开始加入关缸技术。最特别的可能是福特福克斯的1.5T三缸车型也可以关缸。只是这些车型的气缸关闭不是由驾驶员控制,而是由车载电脑控制。在低或高工况下,车辆仍然使用三个气缸同时工作来保证车辆的动力输出,而在低工况下,车辆会使用闭缸技术来停止其中一个气缸的工作。
值得注意的是,闭缸技术并不意味着气缸停止运转,而是被关闭的气缸停止喷油,但仍会跟随曲轴上下运动。因此,停止的气缸也会失去其他运行气缸输出的动能,所以气缸关闭后,工作气缸输出的动能低于所有气缸同时运行时的动能。
3.可变压缩比
其实节能效果不仅可以通过减少喷油来达到,还可以通过改变压缩比来达到。在说这个技术之前,先说一下什么是压缩比。这个比率代表当活塞从下止点移动到上止点时气缸气体被压缩的程度。高压缩比不仅可以提高发动机功率,还可以减少燃料的使用。但如果不加限制地提高压缩比,可能会导致车辆发动机爆震,影响车辆发动机的使用寿命。
但由于现在很多车型都加入了涡轮,涡轮也能在一定程度上增加缸内气体的压力,但涡轮在低速时无法参与工作,所以需要可变压缩比来实现低速时动力不足的情况。
这项技术最早是萨博汽车工程师发明的,但是萨博汽车已经远离很久了,我们就以现在的日产VC-TURBO技术为例吧。这款发动机最高压缩比可以达到14:1,最低压缩比只有8:1。通过在气缸体和气缸盖之间增加一个楔形滑块来改变发动机的压缩比。通过滑块的斜面可以使气缸发生位移,从而改变燃烧室与活塞的相对位置,达到费边燃烧室的容积,从而达到改变压缩比的效果。
写在最后的话:
车辆工程师的不断深入探索,成就了现代汽车的各种技术。然而,随着时间的推移,内燃机的性能似乎也遇到了瓶颈,但节能减排仍然是车辆工程师不断追求的目标。这个时候,新能源汽车的出现似乎是节能减排更好的“方案”。毕竟内燃机的转化率在20%以上,但是现在电能的转化率已经超过40%。因此,更好地保护地球的最好方法就是每个人都使用新能源汽车。
本文来自车家作者汽车之家,不代表汽车之家立场。